Oxidative Decarboxylierung von Pyruvat

• Prozess:
  • Oxidative Decarboxylierung von Pyruvat zu Acetyl-CoA, CO2 und NADH + H⁺
  • Verbindet Glycolyse mit Citratzyklus
• Ort:
  • Mitochondriale Matrix (aerobe Bedingungen)
• Enzymkomplex:
  • Katalysiert durch den Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex (PDH-Komplex)

Pyruvat-Dehydrogenase-Reaktion:

• Reaktion:
  • Pyruvat + CoA + NAD⁺ → Acetyl-CoA + CO₂ + NADH + H⁺
• Funktion: Verbindet Glycolyse mit dem Citratzyklus
• Ort: Mitochondrien
• Energiebilanz: pro Pyruvat entsteht 1 NADH + H+
• Eigenschaften: irreversible, stark exergone Reaktion

Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex:

• Aufbau: Multienzymkomplex (3 Enzyme, 5 Coenzyme)
  • E1 (Pyruvat-Dehydrogenase): Decarboxylierung von Pyruvat
    • Coenzym: TPP (Thiaminpyrophosphat)
  • E2 (Dihydrolipoamid-Acetyl-Transferase): Übertragung des Acetylrests auf CoA
    • Coenzyme: Liponamid, Coenzym A
  • E3 (Dihydrolipoamid-Dehydrogenase): Regeneration von Liponamid
    • Coenzyme: FAD, NAD⁺

 Merke

Merkspruch für die Coenzyme

„Tiere lieben Cola und fantastische Nahrung.“

• Tiere → Thiaminpyrophosphat (TPP)
• lieben → Liponamid (Liponsäure)
• Cola → Coenzym A
• fantastische → FAD
• Nahrung → NAD⁺

Pyruvat-Dehydrogenase-Komplex: Schritte

• Pyruvatdehydrogenase-Reaktion (E1): Decarboxylierung
  • Ablauf:
    • Pyruvat bindet an Thiaminpyrophosphat (TPP)
    • CO2 wird abgespalten
    • Es entsteht Hydroxyethyl-TPP (aktivierter Acetaldehyd)
• Pyruvatdehydrogenase-Reaktion (E1): Oxidation • Ablauf:
  • Hydroxyethylgruppe wird auf Liponamid übertragen
  • Gleichzeitige Oxidation zur Acetylgruppe
  • Liponamid enthält nun eine energiereiche Thioesterbindung (Acetylliponamid)
• Dihydroliponamidacetyltransferase-Reaktion (E2)
  • Ablauf:
    • Acetylgruppe wird von Liponamid auf Coenzym A (CoA) übertragen
    • Produkte: Acetyl-CoA und Dihydroliponamid (mit SH-Gruppen)
• Dihydroliponamiddehydrogenase-Reaktion (E3)
  • Ablauf:
    • Dihydroliponamid wird zu Liponamid oxidiert
    • Elektronen übertragen:
      • Von Liponamid → FAD → FADH₂ → NAD⁺
    • Endprodukt: NADH + H⁺ (für Atmungskette)

    • Endprodukt: NADH + H⁺ (für Atmungskette)